소포체에 의한 액틴의 차폐는 핵 위치에 영향을 미칩니다

Nature Communications 13권, 기사 번호: 2763(2022) 이 기사 인용

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핵 위치는 세포 분극화의 중심이며, 그 붕괴는 다양한 병리와 연관되어 있습니다. 핵은 움직이는 등쪽 액틴 케이블과의 연결과 움직이지 않는 복부 응력 섬유와의 연결 부재를 통해 이동하는 세포의 앞쪽 가장자리에서 멀어집니다. 이러한 비대칭 핵-세포골격 연결이 어떻게 확립되는지는 불분명합니다. 여기서는 체외 상처 분석법을 사용하여 소포체(ER)의 리모델링이 움직이지 않는 복부 스트레스 섬유를 보호하는 장벽 형성을 통해 핵 위치에 영향을 미친다는 것을 발견했습니다. ER의 리모델링 및 핵주위 ER 축적은 ER 형성 단백질 Climp-63에 의해 매개됩니다. 또한, 스트레스 섬유에 대한 ER의 이소성 모집은 Climp-63이 없는 경우 핵 위치를 복원합니다. 우리의 발견은 ER이 핵을 위치시키기 위해 비대칭 핵-세포골격 연결을 중재한다는 것을 시사합니다.

세포핵은 종종 교과서에서 세포의 중심에 떠 있는 것으로 묘사됩니다. 그러나 핵의 위치는 고도로 조절되며 세포 기능과 관련이 있습니다1. 핵의 위치는 세포 분열, 세포 분화 및 세포 이동과 같은 다양한 생물학적 과정 중에 종종 변경됩니다. 핵 위치 지정이 특수한 세포 기능과 연관되어 있으며 핵 위치 지정의 잘못된 조절로 인해 중심핵 근병증, 조로증, 무뇌증과 같은 세포 기능 장애 및 질병이 발생할 수 있다는 증거가 늘어나고 있습니다5,6.

핵 위치 지정에는 종종 핵과 세포골격의 연결이 필요합니다. 이러한 핵-세포골격 연결은 핵 봉투8에서 핵골격 및 세포골격(LINC) 복합체의 LInker에 의해 대부분 명상됩니다. LINC 복합체는 세포골격과 상호작용하는 Nesprin 계열의 외부 핵 외피(ONM) 단백질과 핵판과 상호작용하는 SUN 계열의 내부 핵 외피(INM) 단백질로 구성됩니다. Nesprin 단백질의 KASH 도메인은 핵 봉투 루멘9에서 SUN 단백질의 SUN 도메인과 상호 작용합니다. 여러 단백질이 LINC 복합체에 의해 핵-세포골격 연결에 관여하는 것으로 밝혀졌지만 핵 위치 지정 중에 이러한 핵-세포골격 연결이 어떻게 켜지고 꺼지는지는 알려져 있지 않습니다.

세포 이동 중 핵의 위치는 이동 속도, 최소 저항 경로 선택 및 내피 장벽 돌파에 영향을 미칠 수 있기 때문에 가장 중요합니다. 상처 치유 분석은 상처 가장자리 세포가 혈청 인자 리소포스파티드산(LPA)으로 자극되어 핵을 앞쪽 가장자리에서 멀리 이동시키는 세포 이동을 연구하는 고전적인 접근 방식입니다. 핵의 후방 움직임은 막횡단 액틴 관련(TAN) 핵선으로 알려진 핵 외피 단백질 Nesprin-2G의 선형 배열에 의해 핵에 결합된 등쪽 액틴 케이블을 이동함으로써 구동됩니다. Nesprin-2G는 핵 봉투 전체에 대칭적으로 분포되어 있지만 핵 이동 중에 핵은 움직이지 않는 복부 스트레스 섬유에 연결되지 않습니다. 따라서 핵은 등쪽 액틴 케이블에 비대칭적으로 연결되지만 핵 이동 중에 복부 응력 섬유에는 연결되지 않습니다. 이러한 비대칭 핵-세포골격 연결이 어떻게 확립되는지는 알려져 있지 않습니다.

소포체(ER)는 핵 봉투와 인접해 있으며 세포소기관 상호작용 네트워크의 중심 노드입니다. ER은 편평한 구조(시트), 망상 네트워크(세관) 및 조밀한 세관망(ER 매트릭스)의 상호 연결된 복잡한 네트워크로 세포질 전체에 퍼집니다. ER 복합체 형태와 분포는 ER 형성 단백질17,18,19에 의해 조절됩니다. 따라서 우리는 ER 형태와 분포가 핵 위치를 조절할 수 있는지 조사하려고 했습니다. 여기서 우리는 ER이 핵 위치 결정에 필요한 비대칭 핵-세포 골격 연결 설정에 관여한다는 것을 밝힙니다.